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玻璃钢/复合材料  
 
2018年 31卷 4期
刊出日期 2018-04-15

论文
论文
1 杨晓珊,郭祥,罗子江,王一,杨晨,许筱晓,张之桓,丁召
粗糙GaAs(001)表面对In015Ga085As薄膜生长的影响
通过改变衬底降温速率的方法利用分子束外延(MBE)和扫描隧道显微镜(STM)联合系统制备了不同形貌的GaAs(001)表面。采用SPIP软件测量统计和Bauer定则理论分析,研究了粗糙GaAs(001)表面对In015Ga085As薄膜生长的影响。结果表明粗糙GaAs(001)表面存在大量的岛和坑,表面能增加,易于In015Ga085As薄膜层状生长形成平整表面。经计算,面积为100×100 nm2的粗糙GaAs(001)表面相对平坦GaAs(001)表面,其表面能增加了4.6×103 eV,大于生长厚度为15 ML的In015Ga085As薄膜应变能(2.3×103 eV),说明In015Ga085As薄膜在粗糙GaAs(001)表面的外延生长模式为层状生长。
2018 Vol. 31 (4): 1- [摘要] ( 287 ) [HTML 1KB] [ PDF 694KB] ( 437 )
5 邝小飞,陶祺,范富轩
生物医学信号前置放大器的设计与仿真
生物医学信号的振幅微小,频率范围较低,容易受外界干扰而积累大量环境噪声。为了提高测量的精准度,设计了一款高性能的低噪声前置放大器来有效提取生物电信号。前置放大器采用的是基于仪表放大器级联可变增益放大器架构,该架构可以实现对信号的1 000倍放大,并能达到良好的性能指标。仿真结果表明,在1 V的工作电压下,该前置放大器有较低的等效输入参考噪声1.584 2 μV,较低的功耗2.92 μW,适用于生物医学信号采集方面的应用。
2018 Vol. 31 (4): 5- [摘要] ( 219 ) [HTML 1KB] [ PDF 853KB] ( 356 )
9 郭杭,付东翔,项华中
基于平行光管的渐进多焦点眼镜片测量系统设计
在对加工完毕的渐变焦眼镜进行测量时,现有的镜片测量设备无法集精度、稳定和方便于一身。文中系统采用哈特曼夏克传感器(Hartmann-Shack Sensor,HSS)作为测量核心,使用F550平行光管作为光源,并使用单透镜对光线进行缩小,使其恰好进入哈特曼夏克传感器,实现光瞳衔接。用QT编写测量软件用于采集测量数据,得到Zernike 系数,最后求得镜片的光焦度值以及散光值。将通过此系统采集到的数据和中国万新光学集团所检测到的数据相对比,数据基本一致,验证了该系统的精确性和可靠性。
2018 Vol. 31 (4): 9- [摘要] ( 293 ) [HTML 1KB] [ PDF 1013KB] ( 300 )
12 王盼盼,李玉惠
基于特征融合和L-M算法的车辆重识别方法
车辆重识别是在视频监控系统中, 匹配不同外界条件下拍摄的同一车辆目标的技术。针对车辆重识别时不同摄像机中同一车辆的图像差异较大,单一特征难以稳定地描述图像的问题,采用多种特征融合实现车辆特征的提取,该方法将车辆图片的HSV特征和LBP特征进行融合,并对融合特征矩阵进行奇异值分解,提取特征值。针对重识别模型训练时传统BP算法收敛速度慢,精度不高的问题,采用Levenberg-Marguardt自适应调整算法优化BP神经网络。实验结果表明,该方法在车辆的同一性识别方面的识别率达到975%,且对光照变化、视角变化都具有较好的鲁棒性。
2018 Vol. 31 (4): 12- [摘要] ( 221 ) [HTML 1KB] [ PDF 628KB] ( 349 )
16 石琳,佟艳群,叶云霞
基于金纳米颗粒的激光钛合金表面处理研究
钛合金的表面质量直接决定了种植体的成活率。针对传统表面处理方法带来的问题,文中基于时域有限差分法,提出了一种基于直径200 nm金颗粒的钛合金表面激光处理方法,研究了激光参数对钛合金表面光场分布的影响规律。仿真结果表明,由200 nm金纳米颗粒激发的近场增强分布区域为环形;增强倍数超过了6 500倍;通过改变入射光的角度可以进一步提高增强倍数;而背景折射率对金纳米颗粒激发的近场增强效果影响微小,能够在多种介质中进行表面处理。
2018 Vol. 31 (4): 16- [摘要] ( 274 ) [HTML 1KB] [ PDF 687KB] ( 292 )
20 完颜勇
基于对比度增强和背景估计的文档图像二值化
针对文档图像存在的退化状况对其二值化处理的影响,文中提出一种基于对比度增强和背景估计的文档图像二值化算法,用于对退化的文档图像进行二值化增强处理。该算法根据不同子区域亮度信息的差异采用不同对比度增强算法对文档图像进行增强处理,通过运用形态学闭运算对增强后的文档图像进行处理来移除文档图像的背景,结合Ostu和Sauvola算法获取文档图像的二值化图像,并通过基于边缘像素邻域灰度值的分布情况进行文本断笔修复。实验结果表明,该算法的F-Measure(FM)为90.47%,峰值信噪比(PSNR)达到19.15 dB,负率指标(NRM)低至0.053 8,分类错误度量(MPM)降至0.000 33,验证了本文提出的二值化算法的有效性。
2018 Vol. 31 (4): 20- [摘要] ( 196 ) [HTML 1KB] [ PDF 1088KB] ( 288 )
25 毕灶荣,童东兵,陈巧玉
基于快速MFCC计算的说话人识别系统的设计
在语音识别中,MFCC 参数是说话人识别中常用的特征参数之一。文中针对说话人识别速度较慢以及占用资源较大的问题,提出了一种 MFCC 计算的有效方案。利用 MFCC 滤波器的频率响应函数的三角形结构,改进了 Mel 滤波器的设计方法。实验结果表明,文中所提方案在单帧内存访问时间上减少了 83.6%,在保证识别准确率不降低的情况下,使识别速度大幅度提高,降低了说话人识别计算的复杂性。
2018 Vol. 31 (4): 25- [摘要] ( 251 ) [HTML 1KB] [ PDF 674KB] ( 241 )
29 陈宏昆,卢建斌
舰船目标一维距离像特性分析
针对舰船一维距离像目标识别中目标位置、海面起伏和雷达信号形式等参数不确定造成识别困难的问题,建立了舰船散射中心模型,对舰船目标的一维距离像进行仿真,研究了距离像对姿态角、海面起伏、雷达带宽以及加窗处理的敏感性,并通过CST微波工作室对仿真结果进行验证。结果显示,一维距离像对方位角具有强敏感性,但在一定角度范围内,一维距离像具有相似性;雷达带宽越窄,一维距离像的方位角敏感度越低;海面起伏越小,海面的多径效应越显著;加窗处理可以抑制距离旁瓣,但同时展宽主瓣,降低了雷达距离分辨力。
2018 Vol. 31 (4): 29- [摘要] ( 151 ) [HTML 1KB] [ PDF 987KB] ( 231 )
33 杨函
基于无线传感器的普适计算系统安全性探讨
普适计算的发展加速了计算模式的革新,但安全性方面的挑战成为制约其发展的瓶颈。信息安全对以嵌入式控制为主的普适计算系统的正常工作有着重要意义。由于隐秘通道存在着私人信息泄漏的可能,而规避周界安全的隐秘通道技术的研究尚未得到应有的重视。文中提出基于无线传感器的隐秘通道安全技术,以一种无法被其它系统所探知的方式,对无线传感器参数数据进行优化调整,以可见的数据加密方式,实现隐秘通道传送,为确保普适计算系统的信息安全提供了参考。
2018 Vol. 31 (4): 33- [摘要] ( 164 ) [HTML 1KB] [ PDF 541KB] ( 280 )
36 张烨
自适应标准差特征的压缩感知图像融合
针对传统压缩域融合算法单一、融合效果不佳的问题,文中提出了结合图像高频特征的自适应融合规则。首先,对融合图像进行 NSCT变换,分解后得到的低频子带系数采用区域能量融合规则,以获取较传统低频系数处理更好的融合效果; 由于分解后的高频子带系数具有较高稀疏性,因此通过 CS 进行压缩后自适应选择融合规则,最后对重构系数进行 NSCT逆变换。实验结果表明:与传统经典算法相比,新方法兼顾了待融合图像的背景信息和红外目标信息,有效提高了图像的融合效果。
2018 Vol. 31 (4): 36- [摘要] ( 181 ) [HTML 1KB] [ PDF 992KB] ( 287 )
40 张朝林,范玉刚
高压隔膜泵运行状态远程监测系统的设计
高压隔膜泵是矿浆管道输送系统的动力源,随着无人值守泵站的投入运行,如何远程监测高压隔膜泵的运行状态就成为亟需解决的问题。文中设计了一种基于STM32的高压隔膜泵运行状态远程监测系统。该系统实时采集单向阀振动信号,将采集到的振动信号数据通过以太网传输到远程服务器中,在服务器中采用固有时间尺度分解方法(ITD),对高压隔膜泵单向阀振动信号进行分析,从而实现对高压隔膜泵运行状态的远程监测。实验结果表明,该系统采集信息准确,传输速度快速且稳定,可以在工业行业推广使用。
2018 Vol. 31 (4): 40- [摘要] ( 326 ) [HTML 1KB] [ PDF 1091KB] ( 236 )
45 常云杰,徐智超,赖华,赵振刚,李英娜,李川
干式空心电抗器电动力有限元分析
电动力是干式空心电抗器包封开裂的主要因素,为了对电抗器的故障做提前预警,分析干式空心电抗器的电动力分布情况尤为重要。文中利用Ansys Maxwell软件建立电抗器包封的三维模型,通过场路-磁路耦合模型分析额定情况和过电压情况下型号为BKGKL-20000/35的干式空心电抗器电动力的分布情况。仿真结果表明,额定工况下电动力沿表面分布的最大值为2649 8×1011 N·m-2,过电压情况下为1024 6×1013 N·m-2,即过电压情况下电动力较大更易引起电抗器包封开裂,继而引发事故。
2018 Vol. 31 (4): 45- [摘要] ( 195 ) [HTML 1KB] [ PDF 956KB] ( 213 )
48 杨加一
基于BP神经网络的导弹故障自动诊断研究
精确制导空空导弹是一个复杂系统,及时、准确的识别和诊断导弹故障是化解风险的重要措施。由于导弹故障模式复杂,对其故障进行识别和诊断的难度很大。文中以某型空空导弹测试问题为例,提出一种基于BP神经网络算法的导弹故障自动识别与诊断技术。通过对导弹测试数据的采集和整理形成数据样本,利用神经网络系统的学习和判断能力自动识别及诊断导弹故障,并使用Matlab神经网络工具箱进行仿真验证。验证结果证明,该技术能够快速、准确的识别和诊断导弹故障。
2018 Vol. 31 (4): 48- [摘要] ( 223 ) [HTML 1KB] [ PDF 520KB] ( 288 )
52 孙远昕,秦水介
LTE上行DFT硬件加速器的设计
针对LTE上行链路离散傅里叶变换(DFT)预编码的多模式需求,提出了一种基于ASIC的 DFT硬件电路实现方案。采用基于WFTA算法的基4/2/5/3蝶形运算单元实现35种长度的DFT运算,采用二维缓存结构实现蝶形单元流水处理。在200 MHz时钟频率、SMIC 40 nm工艺条件下,硬件电路面积为0.87 mm2,功耗为12.5 mW。仿真与综合结果表明,文中设计的DFT硬件加速器具有运算速度快、存储资源占用少的优点,适合于LTE工程应用。
2018 Vol. 31 (4): 52- [摘要] ( 167 ) [HTML 1KB] [ PDF 751KB] ( 210 )
55 刘若男,李志华,李彬,唐波,张鹏,余金中,吴次南
硅基狭缝脊形波导的几何尺寸对光场分布的影响
文中采用时域有限差分模拟的方法,研究了狭缝脊形波导中狭缝的宽度、狭缝两侧波导的宽度以及狭缝的深度对狭缝脊形波导光场分布的影响。在狭缝脊型波导中, 随着狭缝宽度的增加, 其归一化光功率先增大后减小;同样,光功率随着狭缝两侧波导的增加也呈现出先增加后减小的现象;随着狭缝刻蚀深度的增加,归一化光功率是逐渐增大的。通过比较狭缝中归一化光功率的值,将其影响量化,进一步找到最合适狭缝脊形波导的几何尺寸。实验结果表明,当狭缝的宽度为40 nm,两侧波导的宽度为220 nm,狭缝刻蚀深度为220 nm时,归一化光功率达到最大值为13.54 %。该仿真结果有助于优化狭缝脊形波导与调制器制造和集成。
2018 Vol. 31 (4): 55- [摘要] ( 191 ) [HTML 1KB] [ PDF 873KB] ( 307 )
60 代迪,刘美红
柔性支承柱面气膜密封CFD数值分析
针对柔性气膜密封技术在航空发动机中的应用需求,使用CFD数值分析技术分析柔性支承柱面气膜的密封性能。首先在Proe中建立柱面气膜的密封参数化模型,并分析了气膜密封原理;然后基于有限元分析的Linear Soid划分方法,使用ANSA网格划分软件来划分网格,得到柔性支承柱面的静压、速度和剪应力分布等数据,并分析柱面结构参数与操作参数对柔性支承柱面气膜密封性能的影响。实验结果表明,粘度、压差和转速等操作参数能明显影响柔性支承柱面气膜的密封性能。
2018 Vol. 31 (4): 60- [摘要] ( 182 ) [HTML 1KB] [ PDF 777KB] ( 208 )
64 张龙,卫琛戈,常伟,张睿航,钟岩
牛顿迭代法在草图约束优化问题中的改进
为完成草图约束问题的快速高效求解,文中提出基于人工蜂群的牛顿迭代混合算法来求解草图约束问题。其首先用蜂群算法对初值进行全局搜索,并将得到的初值作为牛顿法的初值进行草图约束问题的求解,保证了迭代速度,又避免了问题求解过程中陷入局部最优值,较好地把两种算法的优势结合起来,从而提高草图约束问题求解的速度以及成功率。仿真数据显示,该算法结果是可靠的,有较强的数值稳定性,是一种理想的求解草图约束问题的方法。
2018 Vol. 31 (4): 64- [摘要] ( 156 ) [HTML 1KB] [ PDF 565KB] ( 233 )
68 高飞,丁学明,李键
一种小型智能割草机器人的设计与实现
针对传统割草机污染高、噪音大和需要人工长时间操作等弊端,结合市场需求,研制了一款小型的可预约工作、自主回充的智能割草机器人。硬件上,系统以STM32为核心,由控制系统、动力系统、传感系统、通信系统和人机交互系统5部分组成;算法和软件上,采用自主回充方案,实现预约模式下机器人多次工作,减少人工操作;为解决机器人在斜坡上无法直线行进问题,设计了一种坡度补偿算法;同时为提高机器人的割草效率,提出了一种自主寻草算法。系统符合国际安全设计指标,经过长时间测试,机器在预约模式、自主回充模式均能稳定可靠的工作。
2018 Vol. 31 (4): 68- [摘要] ( 197 ) [HTML 1KB] [ PDF 736KB] ( 294 )
73 张宗攀,王楠,刘瑞竹
群时延对混合扩频信号接收的影响分析
针对信道群时延失真对直扩/跳频混合扩频信号接收性能的影响难以量化的问题,文中从混合扩频信号相关特性的角度出发,推导了存在群时延失真时的相关特性表达式,并通过数值积分的方式计算了不同群时延失真类型下的相关峰损失及其位置偏移情况,以此量化了群时延失真对混合扩频信号接收性能的影响。计算结果表明,随着群时延失真的逐渐恶化,相关峰值会不断降低;与此同时,群时延失真还会造成相关峰的裂变和位置的偏移,从而对混合扩频信号应用于测量系统带来不利影响。
2018 Vol. 31 (4): 73- [摘要] ( 194 ) [HTML 1KB] [ PDF 629KB] ( 229 )
77 梁磊,易予生,陈春亮
CCSDS分包遥测在航天器通信中的设计及应用
天地通信链路是航天器与地面测控站之间的数据通道,数据的安全性对航天器非常重要。针对航天器天地通信链路长、易受干扰、数据量大的特点,提出了一种适于航天器天地通信用的CCSDS分包遥测策略。结合空间通信协议规范,设计了可用于航天器空间网络和地面环境通信的方法,并在天地通信链路中进行试验验证。结果表明,采用CCSDS分包遥测策略,通过空间通信网络下传的遥测数据可被地面正确的获取和解析。同时,通过模块化的软件设计,可方便地将CCSDS分包遥测策略移植于多种航天器型号中。
2018 Vol. 31 (4): 77- [摘要] ( 180 ) [HTML 1KB] [ PDF 1060KB] ( 241 )
81 刘杨,李凯,谭康伯
典型室内电磁环境防护控制分析研究
超过一定阈值的电磁辐射会对生物体造成潜在的不良影响,这是无线设施电磁环境研究中的重要问题之一。为评估该电磁效应与辐射源空间相对构型以及室内辐射特征受建筑设施结构影响的关联,文中探究了典型辐射源在代表性建筑结构中不同位置所产生的辐射特征分布,并基于《电磁辐射防护规定》(GB8702-88)探讨电磁辐射对生物体的潜在影响。文中分析了以窗户为室内显著电磁环境调节要素对室内的辐射强度的控制作用,并在此基础上提出了针对性的防护控制规则。
2018 Vol. 31 (4): 81- [摘要] ( 188 ) [HTML 1KB] [ PDF 729KB] ( 197 )
84 张雪坚,张榆,钏涛,吕垚,向华伟
基于大数据技术的IT运维数据管理系统构建方法
随着各种信息系统的建设和应用的不断深入,信息系统所产生的监控数据成级数增长,海量运维数据的有效存储与实时分析处理成为企业所面临的新挑战。为此,文中提出了基于大数据技术的IT运维数据管理系统解决方案,该方案从逻辑上将数据管理系统分为数据集成、数据存储、数据计算、数据访问4层,层与层之间既独立又协作,充分发挥大数据技术在数据存储、并行计算、大规模数据分析挖掘等方面的优势,为信息中心海量数据的储存提供了高效的处理能力和统一的数据管理模式,并全面支撑数据分析的应用,促进智能运维的建设。
2018 Vol. 31 (4): 84- [摘要] ( 236 ) [HTML 1KB] [ PDF 472KB] ( 341 )
87 何凯,梁蓓,杨发顺
基于Vivado HLS的求取特征点图像坐标的设计
针对传统嵌入式处理器处理高清图像时功耗高、延时长以及数据存储带宽受限等问题,文中提出了对软件进行硬件加速以提高图像处理系统计算性能的方案。该设计采用Xilinx高层次综合工具Vivado HLS,通过软硬件协同设计将OpenCV及C++编写的算法程序转化为RTL硬件。设计成果显示,该方案有效的提高了系统的计算性能,并且缩短了硬件开发周期。
2018 Vol. 31 (4): 87- [摘要] ( 171 ) [HTML 1KB] [ PDF 752KB] ( 238 )
91 贾建兵,廖嘉伟,周羽
基于EK算法改进的多目标跟踪技术
在随机有限集理论框架下,传统的3种基于高斯混合实现的滤波算法仅适用于线性高斯系统中的目标跟踪。为了将算法的使用范围扩展到非线性高斯系统,文中提出了传统3种滤波器基于扩展卡尔曼(EK)改进后的算法,通过泰勒级数展开将非线性问题转化为线性问题近似处理,并对比分析了3种新算法对于匀速转弯目标的跟踪性能。仿真结果表明,3种新算法均能实现对于非线性高斯系统中目标的有效跟踪。
2018 Vol. 31 (4): 91- [摘要] ( 276 ) [HTML 1KB] [ PDF 901KB] ( 247 )